前言 $GOF' 通常
激光光强分布呈高斯型,而在许多实际应用中,需要将光强分布加以转换,即
光束整形,如呈平顶状和环状等。以往人们多用计算全息法实现环形分布,但衍射效率低,难于推广。近年来人们开始研究
二元光学元件(BOE)在光束整形方面的作用。二元光学元件是在计算机制全息图和相息图研究发展的基础上,利用计算机设计和微
电子加工技术研制成的一种高效率的新型光学元件。由于它能灵活控制波前,因此在光束整形方面有着广泛的应用前景。
lanU)+U. 二元光学的优点——高衍射效率;独特的色散性能;更多的设计自由度;宽广的
材料选择;独特的光学功能。
Y\
;hjxR- wa!z:}] 图1表面进行划分从而形成一个二元光学元件 lv~ga2>z
二元光学器件分为主阶次和带有几个次阶次的连续界面。在二元光学中,每个主阶次上的次阶次数目通常设置为2、4、8等。
GLAD中产生二元光学元件命令如下所示:
=$ T[ binary/lens/surface kbeam xrad yrad level nlevels
@:@5BCs< int2phase/two kbeam1 kbeam2 [2.*pi*(rindex-1)/lambda]
`=Rxnl,<U binary/lens/phasescreen ibeams rindex xrad yrad level nlevels
uL:NWgN binary/lens/residual ibeams rindex xrad yrad level nlevels
/XNC^!z6Js binary/surface kbeam level nlevels
mE'HRv 这些命令执行的是产生二元光学的
光栅和
透镜,其二元光学表面可以由binary/surface 命令产生,并直接或者间接依靠 int2phase、int2waves、sfocus起着相位屏的作用。二元光学表面可以图示为plot的强度项。
-al binary/surface 命令能够将任意分布的光场转化为二元光学器件的面形。
o=PW)37> 1;!dTh &i6JBZ#~, 二元光栅表面计算:
7mn&w$MS4: 这里举一个二元光栅的例子,它是由二元表面组成,然后对其执行“sfocus”命令。表面通过具有一定高度的强度表现出来,高度的单位为厘米,表面的高度可以通过任意一个常规的强度出图命令显示出来。“sfocus”命令将表面的高度作为一个相位差引入,然后乘以α = n – 1,传输距离为z,将其设定为1。“sfocus”命令还包括了2π ⁄ λ这一项。次级数量分别为2,4,8和16,在这样的单位下,16个次级分辨率不好,但是表面却可以以一个近似光滑的分布显示出来。
^)'D
eP/ &x4*YMh >wR)p\UEb 二元透镜计算:
Q=Q&\.< 下面(a)(b)图为一个半径为100的正透镜,
焦距为200 cm。透镜的净孔径为0.225 cm,设计
波长为0.6328 um。远场中的峰值强度显示在子级阶数上,显示出与光栅相似的渐近行为。(c)(d)图说明了一个与上面正透镜相似的负透镜,在虚拟焦距处,远场位于透镜后面100厘米处。
JdUI:( |h&okR+_, *|cs_,3 下图展示一个正负组合二元透镜,其等圆柱形焦距为正负200 cm。并可利用可分离传播和转置步骤得到远场分布。
`=kiqF2P} L-m'
# 正负组合透镜,两层和四层
uH7!)LE# rT[b ^l} (来源:讯技光电)